[发明专利]一种基于视觉测量的光纤插针同心度测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种视觉测量方法，特别涉及一种基于视觉测量的光纤插针同心度测量方法及系统。

背景技术

光纤插针属于光纤被动器件，是光通信系统中最普遍和使用量最大的基础无源器件，用于实现光纤与设备、光纤与光纤、光纤与仪表之间快速可靠的通断连接。光纤插针是一种带有微孔的圆柱体，长度L＝10.5/6.5mm，直径D＝2.5/1.25mm，微孔内径d＝0.125-0.130mm。

目前，光纤插针的同心度大多采用人工方法进行评定。由人工按传统方法测量和评定光纤插针同心度时，将待测光纤插针置于一V形槽中，用橡胶滚轮轻压插针中部，再采用电机带动滚轮匀速旋转，待测光纤插针随着做匀速圆周运动，然后用带前端光学显微镜的摄像机获取其内孔的放大图像并显示在监视器上，通过人工观察插针旋转过程中相对于基准线的偏摆情况，从而判断出插针的同心度范围。采用该方法只能得出插针同心度的一个等级，无法给出确定的量值。该检测方法工作强度大，完全依赖操作员的主观判断，效率低，检测质量难以保证。为了满足生产的需求，往往采取加班加点的方式，检验人员在这种单调的工作方式下极易出现疲劳，非常容易造成漏检或误检。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于视觉测量的光纤插针同心度测量方法及系统，其具有测量效率高，精度高，测量结果不受测试员主观视觉影响的特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于视觉测量的光纤插针同心度测量方法，包括有如下步骤：

(1)将同心度已知的基准光纤插针置于V形槽上，利用光学显微成像装置对基准光纤插针内孔进行成像，调整光学显微成像装置的放大系数及物距，使得插针内孔成像显示于计算机显示器屏幕上的插针内孔图像边缘轮廓清晰；

(2)将光学显微成像装置所得到的基准光纤插针内孔图像送入数字图像采集卡进行处理，数字图像采集卡将内孔光学图像转换为内孔数字图像后传输到计算机中；

(3)计算机对步骤(2)得到的基准光纤插针内孔数字图像边缘进行提取，得到内孔图像轮廓数据；然而采用最小外接矩形法估测内孔圆心坐标位置与直径大小，再根据所得的估测数据缩小精确圆参数检测的霍夫变换的搜索范围来确定内孔的圆心和直径；

(4)利用下述公式计算所述测量系统的像素当量k，即

k＝D’/D    ①

式中，D为已知基准光纤插针的内孔直径；D’为步骤(3)中计算得出插针内孔直径；

(5)将被测光纤插针置于步骤(1)所述的V形槽上，并让传动装置的滚轮轻压在被测光纤插针的中部；之后，启动传动装置让待测光纤插针跟随传动装置上的滚轮在V形槽内做匀速圆周运动；

(6)在被测光纤插针的运动过程中，利用光学显微成像装置对被测光纤插针内孔进行n次成像，其中n的值由系统预设，10≤n≤20；将上述n幅内孔光学图像依次通过数字图像采集卡转换为n幅内孔数字图像后传输到计算机中；

(7)计算机采用步骤(3)所述的方法依次确定n幅内孔图像的圆心O_n(x_n，y_n)和内径D_n，并将其分别存入两个数组即O[n]和D[n]中；

(8)计算机根据下述公式计算待测光纤插针的同心度e和内孔直径的平均值，即

e＝max(d_i)×k，i＝1，2，3，·m    ②

D‾=Σi=1mdim×k]]>③

式中，d₁，d₂，d₃，·，d_m分别为步骤(7)所得n幅内孔图像中任意两个圆心之间的距离；一般m取值此处为组合运算，n与步骤(6)中的n相同，20≤m≤100；k为测量系统的像素当量。